發動機NVH標準有多嚴苛,走進北京汽車一探究竟

                                                  發布時間:2021-09-07

                                                  你了解NVH嗎?簡單描述一下就是,廣場舞大媽們歡快的“鳳凰傳奇”旋律向你襲來時,你戴著BOSE主動降噪耳機享受自己的Beat。而一輛車優秀的NVH設計可以理解為坐在車里體驗“與世隔絕”。

                                                  很多人可能享受一件事:下班回家,也不急于打開家門,而是喜歡在車里多待一會兒,暫時逃離工作和生活中的煩心事,偷得獨處一點閑。一款靜謐的車能夠將街邊紛雜的討論聲、公路上雜亂的車流聲全部隔絕于外,使人身心得到放松。因此現在的消費者,買車不僅要看價格、看顏值、看內飾,還要問一句:“你們這車靜音水平怎么樣?”

                                                   


                                                  汽車噪音的來源中,發動機區域往往是最嚴峻的“重災區”。本期,就讓我們一起走進北京汽車動力總成研發基地的發動機開發部,了解一下發動機是如何做到NVH高標準的。

                                                  汽車發動機的NVH設計難度,與飛機發動機同級
                                                  開過車的朋友們都知道,發動機是一輛車的“心臟”,也是一輛車動力不斷輸出的源泉。汽車的NVH性能是衡量汽車設計和制造質量的一個綜合性能,是一個車型品質的體現,它給汽車用戶的感受是最直接和最表面的,因此發動機NVH問題常常居于汽車質量問題投訴TOP3,除了因為機油、發動機皮帶、積碳等外部原因以外,發動機自身的NVH設計是從降低噪音的解決方案。

                                                   


                                                  聽著似乎只要把發動機,NVH設計做到位就行了,但其實并非易事。通過北汽動力A156T2項目的工程師介紹得知,發動機噪音的產生包括燃燒噪聲、機械噪聲、流動噪聲,具體包括活塞、缸蓋、缸體、凸輪系統、曲軸系統等內部系統,甚至進氣、排氣、風扇都會因為氣體的流動而產生噪聲。所以,在研發發動機產品的時候,NVH方面的控制和要求都必須是最嚴苛的。

                                                  怠速只有57.5分貝,比行業更高的NVH水平 
                                                  北京汽車動力當前所研發的發動機產品相比以往的產品系列而言,綜合性能可以說是最優的。1.5升排量的發動機最高熱效率39.2%,最大額定功率138kW。在峰值扭矩上,同級產品的扭矩可以做到280N.m,而A156T2項目的發動機可以做到300N.m。
                                                  在開發的過程中,團隊更注重關鍵的幾點:動力經濟性、NVH的開發、標定的開發和耐久性。而研發過程都是基于14個場景、1682條指標來定義產品。
                                                  其中,關于發動機NVH方面,范部長透露了一些基于用戶需求研發的典型案例。比如,用戶開車的時候都希望怠速聲音比較純凈、安靜,或者聲音很小,在加速的時候又希望聽到澎湃的聲音。這方面就可以通過振動源的控制、關鍵零部件、結構件優化降噪技術等整車匹配的方案來解決。

                                                   


                                                  據了解,目前中國常用的循環測試工況是按照聯合國制定的全球統一輕型車測試規程,也就是WLTC。日常開車常用的范圍基本都在2500轉、250牛米的扭矩以內,很少有超過3000轉的,也因此,A156T2項目就把這個區域作為主要研究的對象,想著怎么樣才能實現發動機怠速安靜、加速可以澎湃、車輛啟動點火的瞬間發動機聲音可以更好聽等等。
                                                  在此基礎上,A156T2項目團隊對研發中關鍵零部件的性能也會進行重點研究,比如,在滿足功能情況下選擇和使用更小的輻射件,包括發電機這些燃油系統的部件,同時也會研究如何在保證怠速的時候聽不到它的聲音。功夫不負有心人,從第三方拿到的數據了解到,目前行業最低的怠速噪音是59分貝,而A156T2項目已經做到了57.5分貝。這里需要補充一個背景知識,0分貝是人們剛剛能聽到的最弱聲即聽覺下限,10分貝相當于微風吹落樹葉的沙沙聲,30~40分貝是較理想的安靜環境,40~60·分貝是正常談話的聲音大小。

                                                   


                                                  模擬場景不止為NVH,更是為自主正名
                                                  在整個項目中,模擬場景不僅僅是為了追求發動機產品的NVH效果,而是多維度考慮產品的各項性能。這其中,單單論及發動機動力的經濟性,團隊就要通過四個維度進行保證。既要能實現高效的燃燒、高效的換氣,又要保證摩擦足夠小,熱管理的輔助足夠高效,從而確保低油耗的同時,實現更好的動力輸出。
                                                  聽起來似乎有些空洞,范部長還特意做了個對比。在高效燃燒方面,現在研發中的產品比上一代效率提升了113%,湍動能提升了110%;而且,新產品使用了350bar排放系統來降低排放,使碰壁量降低35%,可以保證車輛在冬季不會出現機油稀釋的情況。

                                                  結束語:
                                                  以場景定義產品,場景設計要達到什么水平?具體細節把握到什么地步?這是新一代汽車取得用戶青睞的必由之路。而這背后的創造和努力,技術自強是最大底氣。北京汽車A156T2發動機項目的這支團隊,就是中國汽車“自主向上”道路中的可敬的縮影。

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